(57)【要約】【課題】未定着画像の定着性の向上を図りつつ高グロス化を実現する。【解決手段】加熱体２２と、前記加熱体を支持する支持部材２１と、前記支持部材と摺動する可撓性部材２３と、前記可撓性部材を挟んで前記加熱体とニップ部Ｎ２を形成する加圧回転体３０と、を有し、前記ニップ部で記録媒体Ｓを挟持搬送しつつ記録媒体上の画像ｔを加熱する画像定着装置において、前記支持部材は、前記記録媒体の搬送方向において前記ニップ部の上流側に、前記可撓性部材を前記加圧回転体に接触させることにより前記ニップ部を前記ニップ部の上流側へ広げる領域Ｐを有する。【選択図】図４
2007033554.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱体と、前記加熱体を支持する支持部材と、前記支持部材と摺動する可撓性部材と、前記可撓性部材を挟んで前記加熱体とニップ部を形成する加圧回転体と、を有し、前記ニップ部で記録媒体を挟持搬送しつつ記録媒体上の画像を加熱する画像定着装置において、
前記支持部材は、前記記録媒体の搬送方向において前記ニップ部の上流側に、前記可撓性部材を前記加圧回転体に接触させることにより前記ニップ部を前記ニップ部の上流側へ広げる領域を有することを特徴とする画像定着装置。
【請求項２】
前記支持部材の領域は前記可撓性部材を前記加圧回転体側に押し出す突起部を有し、前記突起部が前記可撓性部材を前記加圧回転体の表面形状に沿わせて前記加圧回転体に接触させることを特徴とする請求項１に記載の画像定着装置。
【請求項３】
前記突起部は、前記可撓性部材と接触する表面に突部を複数有することを特徴とする請求項２に記載の画像定着装置。
【請求項４】
前記可撓性部材はスリーブ状或いはエンドレス状のフィルムであり、前記フィルムは前記支持部材側から金属フィルム、弾性層、離型層をその順に有することを特徴とする請求項１に記載の画像定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式、或いは静電記録方式の画像形成装置に搭載される画像加熱定着装置（以下、定着装置と略記する）として用いれば好適な画像定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、電子写真複写機・プリンタ等の画像形成装置においては、シート状の記録媒体に形成担持させた未定着トナー画像を永久固着画像として加熱定着させる定着装置（定着器）が搭載されている。この定着装置としては、熱ローラ方式、フィルム加熱方式、電磁誘導加熱方式など各種の方式・構成の装置が知られている。
【０００３】
記録媒体上に複数色のトナー画像を形成するカラー画像形成装置においては、フルカラーモードの場合は記録媒体上に形成される未定着のトナー画像のトナー量がモノクロモードの場合より数倍多い。そのようなトナー量の多い未定着トナー画像についても良好に加熱定着させることが可能な定着装置として、以下のようなものが知られている。
【０００４】
特許文献１では、円筒状またはエンドレス状のフィルムを有する可撓性部材と加圧部材とを加圧当接させて定着ニップを形成するフィルム加熱方式の定着装置において、フィルムを支持する支持部材の定着ニップ部内相当位置に突起を設けている。この突起により定着ニップ部内に局所的に加圧力の高い部分を形成することによって、未定着トナー画像を定着処理する際のプロセススピードを高速化したときでも、高いグロスで良好な定着画像が得られるような工夫がされている。
【０００５】
また、特許文献２では、電磁誘導加熱方式の定着装置において、円筒状フィルムからなる可撓性部材を内側から支持するガイド部材（支持部材）を有する。またその可撓性部材を介してガイド部材と定着ニップを形成するとともに可撓性部材を従動回転させる加圧駆動回転体を有する。そして定着ニップ部内においてガイド部材上に凸状の突起を設けることで、定着ニップの中心より記録媒体搬送方向下流側に圧分布のピークをつける。その結果、ホットオフセットのマージンを広げることが出来ると同時に高グロスを達成することが出来るとされている。ここで、ホットオフセットとはトナーが過剰に加熱されて粘土が低下することで、定着ニップ後端部において記録媒体が加熱用回転体から分離する際にトナー層が凝集破壊して加熱用回転体にオフセットしてしまう現象をいう。
【特許文献１】特開平１０−１９８２００号公報
【特許文献２】特開２００４−１８４５１８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記フィルム加熱方式の定着装置は当時として望まれる未定着トナー画像の定着性を十分に満たすものであった。しかしながら、近年、フィルム加熱方式の定着装置に求められるようになった未定着画像の高グロス化と定着性を満たすには更なる改良が求められている。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、未定着画像の定着性の向上を図りつつ高グロス化を実現できる画像定着装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る画像定着装置の代表的な構成は、加熱体と、前記加熱体を支持する支持部材と、前記支持部材と摺動する可撓性部材と、前記可撓性部材を挟んで前記加熱体とニップ部を形成する加圧回転体と、を有し、前記ニップ部で記録媒体を挟持搬送しつつ記録媒体上の画像を加熱する画像定着装置において、前記支持部材は、前記記録媒体の搬送方向において前記ニップ部の上流側に、前記可撓性部材を前記加圧回転体に接触させることにより前記ニップ部を前記ニップ部の上流側へ広げる領域を有することを特徴とする画像定着装置、である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、記録媒体の搬送方向においてニップ部をニップ部上流側へ広げることができる。その結果、記録媒体の搬送方向においてニップ部内の圧分布ピーク位置がニップ部中央より搬送方向下流側に位置することとなる。この圧分布ピーク位置によって未定着画像の定着性の向上を図りつつ高グロス化を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を図面に基づいて詳しく説明する。
【実施例１】
【００１１】
（１）画像形成装置例
図１は本発明に係る画像定着装置を搭載できる画像形成装置の一例の概略構成図である。この画像形成装置は転写方式電子写真プロセスを用いた縦型タンデム型の４色フルカラーレーザービームプリンタである。
【００１２】
このプリンタにパーソナルコンピュータやイメージリーダ等のホスト装置２００を接続してある。そしてプリンタはそのホスト装置２００から入力する画像情報をハードコピーとしてプリントアウトする。
【００１３】
Ｍ・Ｃ・Ｙ・Ｂｋは、それぞれ、マゼンタ・シアン・イエロー・ブラックの各色のトナー画像を形成する第１〜第４の４つの作像プロセス機構部（以下、作像部と記す）である。これらの作像部はプリンタ内において下から上に順に、垂直に対して斜め上向きの姿勢で並設されている。
【００１４】
作像部は、それぞれ、ドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムと記す）１と、１次帯電器２と、レーザースキャナユニット３と、現像装置４と、クリーニング装置５などを有している。
【００１５】
６は記録媒体Ｓの静電吸着搬送部材としてのエンドレスベルト（以下、搬送ベルトと記す）である。この搬送ベルト６は上側の駆動ローラ７と下側の従動ローラ８に巻き掛けてある。駆動ローラ７と従動ローラ８の間の搬送ベルト部分を各作像部に亘らせて配設してある。９は転写ローラであり、上記の搬送ベルト６を介して各作像部の感光ドラム１に圧接させてある。
【００１６】
各作像部において、感光ドラム１は所定のプロセスピードで時計方向に回転駆動される。その回転する感光ドラム１の周面が１次帯電器２により所定に極性及び電位に一様に１次帯電処理される。その帯電処理面に対してレーザースキャナユニット３により光像露光がなされる。これにより、各感光ドラム１上に画像情報に応じた静電潜像が形成される。その静電潜像が現像装置４によってトナー画像として現像される。
【００１７】
このようなプロセスにより、各作像部Ｍ・Ｃ・Ｙ・Ｂｋの感光ドラム１の面に、それぞれ、フルカラー画像の色分解成分像である、マゼンタ・シアン・イエロー・ブラックのトナー画像が形成される。
【００１８】
一方、プリンタ内下部に配設した給送カセット１０内の記録媒体Ｓが所定の制御タイミングにて給送ローラ１１により１枚ずつ分離給送される。給送された記録媒体Ｓはガイド部材１２に案内されて上方に搬送され、レジストローラ１３により所定の制御タイミングにて搬送ベルト６の下端部に導入される。その記録媒体Ｓは搬送ベルト面に静電的に保持されて搬送ベルト６の回動で上方に搬送されていく。その搬送過程で第１〜第４の各作像部Ｍ・Ｃ・Ｙ・Ｂｋの転写部を通過して、各作像部の感光ドラム面にそれぞれ形成されるマゼンタ・シアン・イエロー・ブラックの各トナー画像の重畳転写を順次に受ける。これにより記録媒体Ｓの面に未定着のフルカラートナー画像が合成形成される。感光ドラム１から記録媒体Ｓへのトナー画像の転写は転写ローラ９に転写バイアスが印加されて、静電的になされる。
【００１９】
４つのトナー画像の重畳転写を受けて搬送ベルト７の上端に搬送された記録媒体Ｓは搬送ベルト７面から分離されて、ガイド部材１４により定着装置（定着ユニット）Fに送り込まれる。そして記録媒体Sはこの定着装置Ｆでトナー画像の加熱加圧定着を受けて、排出ローラ１５により排紙トレー１６上にフルカラープリントとして排出される。
【００２０】
１００はプリンタの制御回路部（制御手段）であり、ホスト装置２００から画像情報を入力すると、作像シーケンス制御プログラムに従って各作像部を上述のように制御する。
【００２１】
（２）定着装置Ｆ
図２は定着装置Ｆの横断面側面模型図である。この定着装置Ｆは、定着ベルト加熱方式、加圧回転体駆動方式（テンションレスタイプ）の加熱装置である。
【００２２】
２０は定着ベルトユニット、３０は加圧回転体としての加圧ローラであり、この両者の圧接により定着ニップ部（以下、ニップ部と略記する）Ｎ１を形成させている。
【００２３】
定着ベルトユニット２０において、２１は支持部材としての耐熱性及び剛性を有するヒータホルダ（以下、ホルダと略記する）である。ホルダ２１は記録媒体Sの面において記録媒体搬送方向Ｘと直交する方向に細長い部材であり、横断面略半円弧状の樋型に形成してある。このホルダ２１は、耐熱性の高い液晶ポリマー樹脂で形成してあり、後述のように加熱体としてのセラミックヒータ（熱源（以下、ヒータと略記する））１６を保持すると共に可撓性部材としての定着ベルト２０をガイドする役割を果たす。本実施例においては、液晶ポリマーとして、デュポン社のゼナイト７７５５（商品名）を使用した。ゼナイト７７５５の最大使用可能温度は、約２７０℃である。ホルダ２１および定着ベルト（以下、ベルトと記す）２３については追って詳しく説明する。
【００２４】
ヒータ２２はホルダ２１の長手に沿って形成された凹溝２１ａ内に配設されている。図３にヒータ２２の一例の構成模型図を示す。
【００２５】
ヒータ２２は低熱容量の表面加熱型のセラミックヒータであり、下記のｉ）〜ｉｖ）の部材を有する。
【００２６】
i）横長のアルミナ・窒化アルミニウム・炭化ケイ素等の高絶縁性のセラミックスでできたセラミック基板（絶縁基板（以下、基板と略記する））ａ。
【００２７】
ii）上記基板ａの表面側に長手に沿ってスクリーン印刷等により線状もしくは細帯状に塗工し焼成して形成した、例えばＡｇ／Ｐｄ（銀パラジウム：銀合金）、ＲｕＯ２、Ｔａ２Ｎ等の通電発熱体（発熱抵抗体）ｂ。
【００２８】
iii）上記通電発熱体ｂの長手方向両端部に電気的に導通させて設けた、Ａｇ／Ｐｔ（銀・白金）等で形成された電極部ｃ・ｃ。
【００２９】
iv）通電発熱体ｂの表面に設けた、電気的に絶縁し、フィルム３１との摺擦に耐えることが可能な薄層のガラスコートやフッ素樹脂コート等の絶縁保護層ｄ。
【００３０】
上記ヒータ２２を凹溝２１ａ内に支持させたホルダ２１には円筒状（エンドレスベルト状、スリーブ状）のベルト２３がルーズに外嵌させてある。
【００３１】
ホルダ２１の長手方向に細長いローラ状の加圧ローラ３０は、ステンレス製の芯金３０ａの外周に弾性層３０ｂとして射出成形により厚み約３ｍｍのシリコーンゴム層を有し、その上に離型層３０ｃとして厚み約４０μｍのＰＦＡ樹脂チューブを被覆してなる。この加圧ローラ３０は、外径が２５．０ｍｍであり、芯金３０ａの両端部を装置フレーム４０の不図示の奥側と手前側の側板間に回転自由に軸受保持させて配設してある。
【００３２】
装置フレーム４０において加圧ローラ３０の下側には定着ベルトユニット２０がヒータ１６側を上向きにして加圧ローラと平行に配置されている。そしてホルダ２１の両端部を不図示の加圧機構により片側９８Ｎ（１０ｋｇｆ）、総圧１９６Ｎ（２０ｋｇｆ）の力で加圧ローラの径方向に附勢している。これによりヒータ２２の上向き面（以下、表面と記す）がベルト２３を挟んで加圧ローラ３０に弾性層３０ｂの弾性に抗して所定の押圧力をもって加圧され、ベルトと加圧ローラとによりトナー画像ｔの加熱定着に必要な所定幅のニップ部Ｎ２を形成している。言い換えれば加圧ローラ３０はベルト２３を挟んでヒータ２２とニップ部Ｎ２を形成している。加圧機構は、圧解除機構を有し、ジャム処理時等に加圧を解除し、記録媒体Ｓの除去を容易に行えるような構成となっている。
【００３３】
（３）ホルダ２１の説明
図４は図２に示す定着フィルムユニット２０および加圧ローラ３０の横断面側面模型図である。図５はホルダ２１の横断面側面拡大図である。図６はニップ部Ｎ２およびＮ３からなるニップ部Ｎ１のニップ内圧分布の説明図である。
【００３４】
ホルダ２１は、記録媒体搬送方向Ｘ（図２）においてニップ部Ｎ２の上流側に、ベルト２３を加圧ローラ３０に接触させることにより該ニップ部を該ニップ部の上流側へ広げる領域Ｐを有する。領域Ｐはホルダ２１の長手方向全域に設けられている。この領域Ｐはヒータ２２のベルト２３側の面（以下、ヒータ上面と記す）Ａよりも加圧ローラ２２側に突出した突起部Ｗを有する。突起部Ｗは横断面略半円形状をしている。
【００３５】
図５に示すように、突起部Ｗの曲率半径ｒは約２．０ｍｍである。また突起部Ｗは、ヒータ２２の基板ａの幅方向（短手方向）中央Ｇから最も遠い位置にある点Ｒ（頂点）までの距離Ｉが該幅方向中央からヒータ上面Ａに沿って約６．０ｍｍとなるように設計されている。また点Ｒのヒータ上面Ａからの距離Ｈが約０．６ｍｍとなるように設計されている。図４においてＪは加圧ローラ３０の中心軸である。中心軸Ｊはヒータ２２の幅方向中央Ｇの延長線上にある。
【００３６】
上記のようにホルダ２１に突起部Ｗを設けることによりベルト２３をニップ部Ｎ２から連続させて加圧ローラ３０外周面形状（表面形状）に沿わせて加圧ローラ外周面に軽く巻きつくように接触させることができる。これにより、図６に示すように、記録媒体搬送方向Ｘにおいてヒータ２２の幅方向中央Ｇと対応する横軸の原点「０」の位置よりも上流側の位置にニップ部Ｎ２の加圧力よりも低圧のニップ部Ｎ３を形成することができる。またこのニップ部Ｎ３のニップ幅はニップ部Ｎ２のニップ幅よりも小さい。したがって、上記ニップ部Ｎ２およびＮ３からなるニップ部Ｎ１のニップ内圧分布は、図６に示されるように、記録媒体搬送方向Ｘにおいてニップ中央Ｎｃよりも下流側の位置すなわち原点「０」に圧分布ピーク位置をもつようになる。
【００３７】
図６に示すニップ内圧分布は「ニッタ株式会社」の「ＰＩＮＣＨ圧力分布測定システム」を用いて測定した。この測定システムはセンサシートを定着器のニップ部にニップさせるようになっている。センサシートはマトリクス状になっていて、各セルの電気抵抗値の変化を測定することにより各セルの圧力が測定され、全体として圧力分布が測定される。実施例における圧力測定値は長手方向の平均値である。図８および図９に示すニップ内圧分布も同じ測定システムを用いて測定した。
【００３８】
図７を参照して本実施例の定着装置におけるニップＮ１のニップ幅と従来の定着装置のニップ部Ｎ４のニップ幅とを比較する。図８に従来の定着装置のニップ部Ｎ４のニップ内圧分布を示す。説明の便宜上、従来の定着装置のホルダ以外の部材には同一の符号を付している。
【００３９】
従来の定着装置においては、ホルダ２１Ａにおいて領域Ｐで示される部分がほぼフラットな為、この領域内でベルト２３はホルダにより加圧ローラ３０に対して規制されることはない。よって、本実施例の定着装置Ｆのようにベルト２３が加圧ローラ３０側へと巻き付き、それにより、低圧のニップ部Ｎ３が形成されるようなことはない。このため、従来の定着装置のニップ部Ｎ４では、図８に示すように記録媒体搬送方向Ｘにおいてヒータ２２の幅方向中央Ｇをニップ中央とする左右にほぼ均等な圧分布が形成される。
【００４０】
（４）ベルト２３の説明
ベルト２３は、ベルト状部材に弾性層を設け、この弾性層に離型層を設けてなる円筒状の部材である。具体的には、ＳＵＳにより、厚み３０μｍの円筒状に形成した金属フィルムとしてのエンドレスベルト状のベルト基材（基層）２３ａ上に、厚み約３００μｍのシリコーンゴム層（弾性層）２３ｂをリングコート法により形成した。そしてその上に、厚み３０μｍのＰＦＡ樹脂チューブ（最表面層（離型層））２３ｃを被覆したものである（図４）。このような層構成で作成したベルト２３の熱容量を測定したところ、１２．２×１０-2Ｊ／ｃｍ2℃（ベルト１ｃｍ2あたりの熱容量）であった。
【００４１】
（ア）ベルトの基層２３ａ
ベルト２３の基層２３ａには、ポリイミドなどの樹脂を用いることもできる。しかしながら、ポリイミドよりもＳＵＳやニッケルといった、金属のほうが、熱伝導率がおよそ１０倍と大きく、より高いオンデマンド性を得られることから、本実施例においては、ベルト２３の基層２３ａには、金属であるＳＵＳを用いた。
【００４２】
（イ）ベルトの弾性層２３ｂ
ベルト２３の弾性層２３ｂには、比較的熱伝導率の高いシリコーンゴム層を用いている。これは、より高いオンデマンド性を得るためである。本実施例においては弾性層２３ｂとして、比熱が約１２．２×１０-1Ｊ／ｇ℃のシリコーンゴム層を用いた。
【００４３】
（ウ）ベルトの離型層２３ｃ
ベルト２３の表面にフッ素樹脂層を設けることで、表面の離型性を向上し、ベルト表面にトナーが一旦付着し、再度、記録媒体Ｓに移動することで発生するオフセット現象を防止することができる。またベルト２３の表面のフッ素樹脂層を、ＰＦＡチューブとすることで、より簡便に、均一なフッ素樹脂層を形成することが可能となる。
【００４４】
（エ）ベルトの熱容量
一般に、ベルト２３の熱容量が大きくなると、温度立ち上がりが鈍くなり、オンデマンド性が損なわれる。例えば、定着装置Ｆの構成にも拠るが、スタンバイ温調無しで、１分以内での立ち上がりを想定した場合、ベルト２３の熱容量は約４．２Ｊ／ｃｍ2℃以下である必要があることが分かっている。
【００４５】
本実施例においては、室温状態からの立ち上げの際に、ヒータ２２に約１０００Ｗの電力を投入して、ベルト２３が１９０℃に２０秒以内に立ち上がる様に設計してある。
シリコーンゴム層には、比熱が約１２．２×１０-1Ｊ／ｇ℃の材質を用いており、このとき、シリコーンゴムの厚みは５００μｍ以下でなければならなく、ベルト２３の熱容量は約１８．９×１０-2Ｊ／ｃｍ2℃以下である必要がある。また逆に、ベルト２３の熱容量を４．２×１０-2Ｊ／ｃｍ2℃以下にしようとすると、ベルトのシリコーンゴム層が極端に薄くなり、ＯＨＴ透過性やグロスムラなどの画質の点において、弾性層を持たないオンデマンド定着装置と同等になってしまう。
【００４６】
本実施例においては、ＯＨＴ透過性やグロスの設定など高画質な画像を得るために必要なシリコーンゴムの厚みは２００μｍ以上であった。この際の熱容量は８．８×１０-2Ｊ／ｃｍ2℃であった。
【００４７】
つまり、本実施例と同様の定着装置の構成における、ベルト２３の熱容量は４．２×１０-2Ｊ／ｃｍ2℃以上４．２Ｊ／ｃｍ2℃以下が一般的に対象となる。この中で、よりオンデマンド性と高画質の両立を図ることができる、熱容量８．８×１０-2Ｊ／ｃｍ2℃以上１８．９×１０-2Ｊ／ｃｍ2℃以下のベルトを用いることとした。
【００４８】
（５）加熱定着処理動作の説明
ホルダ２１の長手方向略中央に固定支持させたステンレス製のアーム２５の先端には第一の温度検知手段としてメインサーミスタ（サーミスタ素子）２４が取り付けてある。このメインサーミスタ２４は、ニップ部Ｎ１の温度により近い温度であるベルト２３の温度を検出する手段として用いている。よって、定着装置Ｆにおいては、通常の加熱定着動作においてメインサーミスタ２４の検知温度がホルダ２１の最大使用可能温度以下の所定の定着温度（目標温度）になるようにヒータ２２が温調制御される。メインサーミスタ２４は弾性を有するアーム２５によってベルト２３の内面に圧接され、ヒータ２２によって加熱されたベルトの温度を検知する。弾性を有するアーム２５はベルト２３の回転中の挙動に追従してメインサーミスタ２４をベルト内面に常に接触させるように保持する。これによって、ベルト２３において回転中に挙動が不安定になってもメインサーミスタ２４をベルト内面に常に接する状態に保つことができる。
【００４９】
ヒータ２２の裏面側において長手端部付近には第二の温度検知手段としてサブサーミスタ（サーミスタ素子）２６が接触させて配置してある（図３）。このサブサーミスタ２６は、ヒータ２２の裏面温度を検出し、ヒータの温度が定着温度以上にならないようにモニタする安全装置としての役割を果たしている。
【００５０】
また、このサブサーミスタ２６により、立ち上げ時のヒータ２２の温度のオーバーシュートや、ヒータ端部の昇温をモニタする。例えばヒータ端部の昇温が定着温度を超えた場合には、それ以上に端部昇温が悪化しないように記録媒体Ｓのスループットを落とす等の制御を行うための判断に用いられる。
【００５１】
４１は装置フレーム４０に組付けた入り口ガイドである。４２は装置フレーム４０に組付けた定着排出ローラである。入り口ガイド４１は、記録媒体Ｓをニップ部Ｎ１に導く役割を果たす。入り口ガイド４１は、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂により形成されている。定着排出ローラ４２は、ニップ部Ｎから出た記録媒体Ｓを排出ローラ１５に送り出す役割を果たす。
【００５２】
上記の定着装置Ｆにおいては、プリンタの電源スイッチがオンされると、温調制御部５２が電力供給部としてのヒータ駆動回路５３を制御して該ヒータ駆動回路からヒータ２２の電極部ｃ・ｃに電力を供給する。これによりヒータ２２は通電発熱体ｂの発熱で迅速急峻に昇温する。サブサーミスタ２６はヒータ２２の昇温を検出し、その検出温度をＡ／Ｄコンバータ５１を介して温調制御部５２に出力する。温調制御部５２ではＡ／Ｄコンバータ５１の出力信号に基づいてヒータ２２の昇温をモニタする。
【００５３】
加圧ローラ３０は芯金３０ａの長手端部に設けられた駆動制御系Ｍにより矢印Ｕの時計方向に所定の周速度で回転駆動される。この加圧ローラ３０の回転駆動による加圧ローラの外面とベルト２３との、ニップ部Ｎにおける圧接摩擦力により、ベルトに回転力が作用する。この回転力によってベルト２３はその内面側がヒータ２２の上向き面に密着して摺動しながらホルダ２１の外回りを矢印Ｖの反時計方向に従動回転状態になる。ベルト２３の内面には潤滑剤としてグリスが塗布され、ホルダ２１とベルト内面との摺動性を確保している。
【００５４】
加圧ローラ３０が回転駆動され、それに伴ってベルト２３が従動回転状態になり、またヒータ２２が昇温してベルト２３を加熱する。ヒータ２２によって加熱されたベルト２３の温度はメインサーミスタ２４によって検出され、メインサーミスタはその検出温度をＡ／Ｄコンバータ５０を介して温調制御部５２に出力する。温調制御部５２は、メインサーミスタ２４、サブサーミスタ２６の出力に基づいて、ヒータ２２の温調制御内容を決定し、電力供給部としてのヒータ駆動回路５３によってヒータへの通電を制御する。これによってベルト２３の温度が所定の定着温度に保たれる。
【００５５】
ヒータ２２の温度が所定の定着温度に保たれた状態において、入り口ガイド２３により未定着トナー画像ｔを担持した記録媒体Ｓがニップ部Ｎ１に導入される。ニップ部Ｎ１に導入された記録媒体Ｓはニップ部においてトナー画像担持面側がベルト２３の外周面に密着した状態でベルトと加圧ローラ３０とにより挟持搬送されていく。この挟持搬送過程において、ヒータ２２の熱がベルト２３を介して記録媒体Ｓに付与され、記録媒体上の未定着トナー画像ｔが記録媒体上に加熱及び加圧されて溶融定着される。ニップ部Ｎを通過した記録媒体Ｓはベルト２３から曲率分離され、定着排出ローラ４２により排出される。
【００５６】
（６）定着性、グロス、画像擦れ、およびベルトの耐久性の評価説明
本実施例のホルダ２１を用いた定着器に対し、突起部Ｗにおける距離Ｈをパラメータとして定着性とグロス値及び画像擦れ、ベルト２３の耐久性の比較検討を行った。表１にその結果を示す。図９のニップ内圧分布と距離Ｈの関係を示す。
【００５７】
定着性の評価には次式で定義される値Ａ（％）を用いた（定着性が高い場合に値Ａが小さく、逆に定着性が低い場合にはこの値は大きくなる）。
【００５８】
Ａ（％）＝１００−ｍ／ｎ×１００
上記式において、ｎ：こすり前濃度、ｍ：こすり後濃度である。
【００５９】
また、本測定で得られたグロス値は日本電飾社製ＰＧ−３Ｄを使った入射角７５°での値である。画像擦れの判定には以下の記号を用いる。
○  画像擦れがまったく発生しない
△  一部画像擦れが発生する。
×  画像全面で画像擦れが発生する。
【００６０】
また、耐久性の評価は定着器に２枚間欠で１５０Ｋ枚通紙することにより行った。表中の数字は耐久により定着ベルトに破断（クラック）が発生するまでの通紙枚数を載せている。１５０Ｋ枚通紙してもクラックが発生しなかった場合には「１５０Ｋ枚終了」と表記した。
【００６１】
表１に結果を示す。
【００６２】
【表１】
2007033554.tif 000003
【００６３】
表１に示されるように定着性は距離Ｈが大きくなるに従い向上した。これは距離Ｈが大きくなるに従い、図９に示されるようにニップ幅が広がり、トナーへの熱の伝達量が増加する為と思われる。
【００６４】
一方、グロスは距離Ｈが大きくなるに従い高くなるものの０．８ｍｍで最大値を取り、それ以降は距離が大きくなるに従い低下した。これは、図９に示すように距離Ｈが大きくなるに従い、記録媒体搬送方向Ｘにおけるニップ部Ｎ３のニップ幅が広がり、未定着トナー画像ｔへの熱の伝達量が増加することとなる。これと共に圧分布ピーク位置はヒータ２２の幅方向中央Ｇで変わらずに記録媒体搬送方向上流側のニップ部Ｎ３が徐々に拡大される。その結果、圧分布ピーク位置をヒータ２２の幅方向中央Ｇより記録媒体搬送方向下流側にもたせることができるようになり、距離Ｈが０．８ｍｍまでグロスが高くなったものと考えられる。しかし、後述するように、距離Ｈが０．９ｍｍ以上では画像擦れが画像全面で発生し、画像濃度低下が起きる為、グロスも低下したものと思われる。ここで、図９には、煩雑になるのを避ける為、距離Ｈが０、０．６、１．０ｍｍの場合のみの圧分布を載せている。
【００６５】
一方、画像擦れは距離Ｈが０．６ｍｍまで発生しないものの、０．７ｍｍ以上では画像擦れが部分的に発生し始め、０．９ｍｍ以上では前面に画像擦れが発生した。
【００６６】
耐久性は距離Ｈが０．７ｍｍ以下では１５０Ｋ枚通紙してもベルト２３にクラックが発生しなかったものの、距離Ｈが０．８ｍｍでは９０Ｋでベルトの端部にクラックが発生し、０．９ｍｍでは６５Ｋ、１．０ｍｍでは３０Ｋ以前にクラックが発生した。
【００６７】
以上説明したように、ホルダ２１の突起部Ｗの距離Ｈを０．４ｍｍ以下とすると、所望の定着性、グロスが得られなくなる。逆に距離Ｈを０．８ｍｍ以上とすると、記録媒体Ｓの搬送軌道内に突起部Ｗが入ることとなり、記録媒体がニップ内Ｎ２に突入し挟持搬送される以前にトナー画像担持面とベルト２３が摺擦し（画像擦れ）、その結果画像濃度が低下してしまうという現象が起こる。また、距離Ｈが０．８ｍｍ以上となるとベルト２３が突起部Ｗから規制される力が大きくなり、ベルトの耐久性が著しく低下する。よって、距離Ｈは０．４ｍｍ以上、０．８ｍｍ以下が望ましい。このように距離Ｈを設計することによりベルト２３は、突起部Ｗと図５に示す点Ｒ近傍の面で接触し、ベルト２３の軌道は加圧ローラ３０側へと軽く巻きつくように規制される。これにより、図６に示すように記録媒体搬送方向においてヒータ２２の幅方向中央Ｇより上流側に低圧のニップ部Ｎ３が形成されることとなる。その結果、ニップ中央Ｎｃより記録媒体搬送方向下流側に圧分布ピーク位置をもつようになる。
【００６８】
以上のように本実施例の定着装置Ｆによれば、突起部Ｗを有するホルダ２１を用いることにより、記録媒体搬送方向Ｘにおいてニップ幅を拡大しつつ、ニップ部Ｎ１の記録媒体搬送方向下流側に圧分布ピーク位置をもってくることが可能となる。この為、高い定着性とグロスを得ることが出来る。
【００６９】
また、突起部Ｗを最適な距離Ｈに設計することにより、画像擦れを軽減し、耐久性も確保することができる、
また、フィルム加熱方式を採用しているため、高い熱効率、クイックスタート、低コストといった利点を損なうことがない。
【００７０】
また、加圧ローラ３０とヒータ２２とでベルト２３を挟んでニップ部Ｎ２を形成するとともに、ホルダ２１の突起部Ｗでベルト２３を加圧ローラ外周面に沿わせてニップ部Ｎ３を形成していることから、以下のような利点がある。第１に、ベルト２３が加圧ローラ３０と当接した状態で長時間放置されても、ベルトの弾性層２３ｂに加圧跡（以下、Ｃセット跡と記す）が出来るようなことがない。よって、記録媒体としてのＯＨＴやグロス紙等に画像を形成する場合に、画像上にＣセット跡による横筋の発生を低減できる。第２に、ベルト２３の内面に塗布されたグリスがニップ部Ｎ２やニップ部Ｎ３で掻き取られて滞留するようなことがない。よって、グロス紙等に画像を形成する場合に、画像上にグリスの滞留による縦筋（グロスむら）の発生を低減できる。
【実施例２】
【００７１】
本実施例では、実施例１の定着装置の他の例を説明する。本実施例の定着装置の基本的な構成は実施例１の定着装置Ｆと同じであるので、共通する部材に同一の符号を付して再度の説明は省略する。
【００７２】
図１０は本実施例の定着装置Ｆに用いられるホルダ２１の横断面側面拡大図である。図１１は突起部Ｗにおいてベルト２３と接触する表面の拡大図である。
【００７３】
本実施例ではホルダ２１の突起部Ｗの表面形状を実施例１のものと変えている。すなわち、突起部Ｗにおいてベルト２３と接触する曲面Ｚで示される表面に突部としてのボスＷａを複数設けている(図１１）。ボスＷａの直径は１．０ｍｍ、高さは０．２ｍｍである。またボスＷａの密度は２０個／平方ｃｍである。この複数のボスＷａにより、実施例１のホルダ２１を用いた場合と比較し、ベルト２３とホルダ２１の接触面積が小さくなり、ヒータ２２からベルトに伝えられた熱がホルダに奪われにくくなる。その結果、ヒータ２２からの熱を効率的に記録媒体Ｓへと伝えることができるようになる。
【００７４】
図１２は実施例１のホルダと実施例２のホルダを用いた場合のグロスと定着性に関する比較結果である。図１２より分かるように、実施例２では実施例１と比較しグロスは各温度で、２〜３程度の高くなっており、定着性は５％程度良化している。
【００７５】
以上の結果より、実施例２のホルダ２１を用いると、実施例１と同様の定着性・グロスを得るのにヒータ２２での消費電力を抑えることができる。従って、実施例２のホルダ２１を用いた場合には、実施例１のホルダを用いる場合より省エネルギー化が可能となる。
【００７６】
［その他］
本発明は、磁束発生手段（加熱体）の発生磁束によって加熱される電磁誘導発熱性のエンドレス状の定着ベルト若しくは定着フィルム（可撓性部材）をホルダ（支持部材）により支持する装置構成の電磁誘導加熱方式の画像定着装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】画像形成装置の一例の概略構成図
【図２】実施例１の定着装置の横断面側面模型図
【図３】ヒータの一例の構成模型図
【図４】定着フィルムユニットおよび加圧ローラの横断面側面模型図
【図５】ホルダの横断面側面拡大図
【図６】ニップ部Ｎ１のニップ内圧分布の説明図
【図７】本実施例の定着装置のニップＮ１のニップ幅と従来の定着装置のニップ部Ｎ４のニップ幅の説明図
【図８】従来の定着装置のニップ部Ｎ４のニップ内圧分布の説明図
【図９】ニップ部Ｎ４におけるニップ内圧分布と距離Ｈの関係の説明図
【図１０】実施例２の定着装置に用いられるホルダの横断面側面拡大図
【図１１】図１０に示すホルダの突起部表面の拡大図
【図１２】実施例１のホルダと実施例２のホルダを用いた場合のグロスと定着性に関する比較結果の説明図
【符号の説明】
【００７８】
２１‥‥ヒータホルダ、２２‥‥定着ヒータ、２３‥‥定着ベルト、３０‥‥加圧ローラ、
Ｆ‥‥画像定着装置、Ｎ１・Ｎ２・Ｎ３‥‥ニップ部、Ｓ‥‥記録媒体、
ｔ‥‥未定着トナー画像、Ｗ‥‥突起部、Ｗａ‥‥ボス、Ｐ‥‥領域
【図４】
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【図６】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図７】
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【図１２】
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